Vad du inte vet om sintringsprocess för hårdmetall

Hårdmetall består av olika karbider och järnelement. De typiska egenskaperna hos dessa material är att de kan nå nästan 100 % teoretisk densitet genom sintring i vätskefas. Efter sintring är låg kvarvarande porositet nyckeln till att framgångsrikt applicera hårdmetall i arbetsförhållanden med hög belastning såsom skärande metall, oljeborrkronor eller metallformar.

Hårdmetallsintring måste kontrolleras noggrant för att erhålla önskad mikrostruktur och kemisk sammansättning. I många applikationer används hårdmetall i sintrat tillstånd. Ytan på sintrade legeringar utsätts ofta för hård friktion och stress. I de flesta metallskärningsapplikationer överstiger slitagedjupet på verktygshuvudets yta {{0}}.2~0.4mm, och verktyget bedöms vara skrotat. Därför är det mycket viktigt att förbättra ytprestandan hos hårdmetall. Det finns två grundläggande metoder för sintring av hårdmetall: den ena är vätesintring - kontroll av sammansättningen av delar genom fasreaktionskinetik i väte och vid normalt tryck, och den andra är vakuumsintring - med användning av en vakuummiljö eller reducering av det omgivande gastrycket för att kontrollera sammansättningen av hårdmetall genom att bromsa reaktionskinetiken.

Vakuumsintring har ett bredare utbud av industriella tillämpningar. Ibland används varmisostatisk pressning och varmisostatisk pressning också för sintring. Dessa teknologier har en viktig inverkan på produktionen av hårdmetall. Vätesintring: Väte är en reducerande atmosfär, men när väte reagerar med sintringsugnsväggen eller bäraren kommer det att förändra andra komponenter och ge en lämplig uppkolningspotential för att upprätthålla termodynamisk jämvikt med hårdmetall. Jämfört med vätesintring har vakuumsintring följande fördelar:

För det första kan vakuumsintring kontrollera produktsammansättningen mycket väl. Vid ett tryck på 1,3~133pa är utbytet av kol och syre mellan atmosfären och legeringen mycket låg. Den huvudsakliga faktorn som påverkar förändringen av sammansättningen är syrehalten i karbidpartiklarna. Därför har vakuumsintring en fördel vid industriell produktion av sintrad hårdmetall. Under vätesintring ökar oxidationspotentialen för atmosfärsgasen i ugnen på grund av infiltrationen av väte och reaktionen av väte med keramiska ugnskomponenter. Vakuumsintring har inte dessa problem. Oxidationspotentialen i ugnen är lägre än vid vätesintring. Därför är vakuumsintring mer lämplig för legeringar som innehåller titankarbid, tantalkarbid och niobkarbid, som är mycket känsliga för oxidation.

För det andra kan vakuumsintring flexibelt styra sintringssystemet, särskilt uppvärmningshastigheten i uppvärmningssteget, för att möta produktionens behov. Vakuumsintring är en intermittent operation, som flexibelt kan justera det erforderliga sintringssystemet, medan vätesintring mestadels är en kontinuerlig sintringsprocess, som exakt kan kontrollera temperaturen i varje sintringssteg.

Sintring varm isostatisk pressning: Sintring varm isostatisk pressning kallas ibland även övertryckssintring och trycksintring. Sintringsugnen är egentligen en vakuumsintringsugn som kan sättas under tryck. För att minska eller eliminera kvarvarande hålrum, när slutna porer bildas i delarna vid sintringstemperaturen, fylls ugnen med inert gas för att applicera isostatiskt tryck på den. Argontrycket är 1,5~10Mpa, vilket är mycket lägre än det varma isostatiska trycket i vanlig mening. En specifik sintringsprocess inkluderar borttagning av smörjmedel, oxidreduktion och sintring av karbidlegeringar. När slutna porer uppstår vid sintring av karbider, höjs det varma statiska lågtryckstrycket i ugnen till en högre nivå. Varmisostatisk pressning utförs i en specialdesignad högtrycksbehållare, trycksatt till 100Mpa med argon, och temperaturen är ungefär densamma som den traditionella sintringstemperaturen. Vanligtvis utförs sintring först, och sedan utförs isostatisk pressning för att eliminera en liten mängd kvarvarande hålrum som inte kan elimineras med normala sintringsprocesser. Den heta isostatiska pressen är den viktigaste investeringen. Som ett efterbearbetningssteg av sintring ökar det driftskostnaderna, energi- och gasförbrukningen och produktionscyklerna. Hårdmetallen som produceras genom varm isostatisk pressning har egenskaperna för fina korn och lågt innehåll, så den har högre hållfasthet. Oavsett om sintring av isostatisk varmpressning eller eftervarm isostatisk pressning används, kan en högre hållfasthet än vätesintrings- och vakuumsintringsprodukter endast erhållas genom att fastställa ett lämpligt förhållande mellan tid, temperatur och tryck.